Pesquisadores do Centro de Ciência e Medicina Neural do Cedars-Sinai e do Departamento de Neurocirurgia de Los Angeles (EUA) descobriram como os sinais de um grupo de neurônios no lobo frontal do cérebro simultaneamente dão aos humanos a flexibilidade para aprender novas tarefas – e o foco para desenvolver habilidades altamente específicas. Publicado na revista científica Science, o estudo fornece uma compreensão fundamental do monitoramento de desempenho, uma função executiva usada para gerenciar a vida diária.

“Parte da magia do cérebro humano é que ele é flexível”, disse Ueli Rutishauser, PhD, professor de Neurocirurgia, Neurologia e Ciências Biomédicas, diretor do Centro de Ciência Neural e Medicina e autor sênior do estudo.

Feedback autogerado

O monitoramento de desempenho é um sinal interno, um tipo de feedback autogerado, que permite que uma pessoa saiba que cometeu um erro. Um exemplo é a pessoa que percebe que passou por um cruzamento onde deveria ter virado. Outro exemplo é a pessoa que diz algo em uma conversa e reconhece assim que as palavras saem de sua boca que o que acabou de dizer foi inapropriado.

Esses sinais ajudam a melhorar o desempenho em tentativas futuras, passando informações para áreas do cérebro que regulam emoções, memória, planejamento e resolução de problemas. O monitoramento de desempenho também ajuda o cérebro a ajustar seu foco, sinalizando o conflito ou dificuldade que foi encontrado durante a tarefa.

Para ver o monitoramento do desempenho em ação, os pesquisadores registraram a atividade de neurônios individuais no córtex frontal medial dos participantes do estudo: pacientes com epilepsia que, como parte de seu tratamento, tiveram eletrodos implantados em seus cérebros para ajudar a localizar o foco de suas convulsões. Especificamente, esses pacientes tiveram eletrodos implantados no córtex frontal medial, uma região do cérebro conhecida por desempenhar um papel central no monitoramento do desempenho.

Dinâmica do estudo

A equipe pediu aos participantes que realizassem dois testes cognitivos comumente usados.

Na tarefa Stroop, que coloca a leitura contra a nomeação de cores, os participantes viram o nome escrito de uma cor, como “vermelho”, impresso em tinta de uma cor diferente, como verde, e foram solicitados a nomear a cor da tinta em vez da palavra escrita.

“Isso cria conflito no cérebro”, disse Rutishauser. “Você tem décadas de treinamento em leitura, mas agora seu objetivo é suprimir esse hábito de ler e dizer a cor da tinta em que a palavra está escrita.”

Na outra tarefa, a Multi-Source Interference Task (MSIT), que envolve o reconhecimento de numerais, os participantes viram três dígitos numéricos na tela, dois iguais e o outro exclusivo – por exemplo, 1-2-2. A tarefa do sujeito era pressionar o botão associado ao número único – neste caso, “1” – resistindo à tendência de pressionar “2” porque esse número aparece duas vezes.

“Essas duas tarefas servem como um forte teste de como o automonitoramento está envolvido em diferentes cenários envolvendo diferentes domínios cognitivos”, disse Fu.

Uma resposta estruturada

À medida que os sujeitos realizavam essas tarefas, os pesquisadores notaram dois tipos diferentes de neurônios em ação. Neurônios de “erro” dispararam fortemente depois que um erro foi cometido, enquanto neurônios de “conflito” dispararam em resposta à dificuldade da tarefa que o sujeito havia acabado de realizar.

“Quando observamos a atividade dos neurônios nessa área do cérebro, ficamos surpresos que a maioria deles só se torna ativa depois que uma decisão ou uma ação foi concluída. Isso indica que essa área do cérebro desempenha um papel na avaliação de decisões após o fato, em vez de fazendo-os.”

“Costumávamos pensar que havia partes do cérebro dedicadas apenas ao monitoramento de desempenho geral do domínio e outras apenas ao domínio específico”, disse Rutishauser. “Nosso estudo agora mostra que esse não é o caso. Aprendemos que o mesmo grupo de neurônios pode fazer o monitoramento do desempenho geral e específico do domínio. Quando você está ouvindo esses neurônios, pode ler os dois tipos de informação simultaneamente.”

Músicos de uma orquestra

Para entender como esses sinais são interpretados por outras áreas do cérebro, ajuda pensar nos neurônios como músicos de uma orquestra, disse Rutishauser.

“Se todos tocarem aleatoriamente, os ouvintes – neste caso as regiões do cérebro que recebem os sinais – apenas ouvem um conjunto de notas distorcidas”, disse Rutishauser. “Mas se eles tocam uma composição arranjada, é possível ouvir claramente as várias melodias e harmonias mesmo com tantos instrumentos – ou neurônios de monitoramento de desempenho – tocando todos de uma vez.”

Muito ou pouco dessa sinalização, no entanto, pode causar problemas, disse Rutishauser.

O monitoramento de desempenho hiperativo pode se manifestar como transtorno obsessivo-compulsivo, fazendo com que uma pessoa verifique obsessivamente por erros que não existem. No outro extremo está a esquizofrenia, onde o monitoramento do desempenho pode ser pouco ativo a ponto de uma pessoa não perceber erros ou a inadequação de suas palavras ou ações.

“Acreditamos que o conhecimento mecanicista que adquirimos será fundamental para aperfeiçoar os tratamentos para esses distúrbios psiquiátricos devastadores”, disse Rutishauser.